什么是回旋管？(a gyrotron?)
回旋管是电子管或真空管的一种形式，通常被称为回旋共振脉塞，因为它最常见的用途之一是在回旋加速器的高能物理研究中。回旋管的优点是，它可以在只有几毫米的波长下产生兆瓦级的巨大射频（RF）能量，这对于标准真空管来说是不可能的。该过程可以产生大量热量，可用于烧结陶瓷或在聚变研究反应堆中加热等离子体。回旋电子还直接用于核磁共振（NMR）成像，用于在原子水平上观察量子力学效应，或用于医学诊断的磁共振显微镜（MRI）。。
回旋管工作原理最初是在20世纪50年代末理论上形成的，当时电子能量的相对论效应首次在回旋管中进行研究。通过向回旋加速器的电磁场中注入等频率的电子流，观察到一种称为负质量不稳定性的效应。电子流倾向于从标准回旋半径或拉莫尔半径聚集在一起，导致电子减速并在过程中释放动能，如毫米波射频能量或辐射。。
早期的电子回旋共振能证明了在聚变研究中加热等离子体的潜力，但直到21世纪的第一个十年，创造一个能够可靠实现这一点的回旋系统的技术和科学理解才成为一门成熟的科学。随着科学技术的进步，回旋管应用分为用于聚变研究的高能兆瓦系统和用于核磁共振波谱的低能10到1000瓦系统。当设备产生100千兆赫兹至1太赫兹范围内的太赫兹辐射时，它们用于工业应用，如等离子体诊断和陶瓷化合物的高温加热。日本的研究还通过使用集成模式转换器更有效地将电子束能量转换为热能，使1994年的中程到大功率回旋管设备的效率提高了50%。。
由于回旋管是通过产生电磁场的受激辐射（MASER）装置或自由电子激光进行微波放大的一种形式，因此它与标准微波炉的工作原理有些相似。便携式回旋管可在频率范围内工作，通常为2至235千兆赫兹，这使其成为美军称为主动拒绝系统（ADS）技术的非致命武器系统的有用设备。一种基于回旋管的ADS装置可以针对人类，其效果是加热皮肤下的水分子而不会对组织造成永久性损伤。这是一个威慑领域，在人群控制方面具有理论应用，以防止暴乱，或阻止敌军士兵或平民接近军事设施和击落飞机。。
- 发表于 2021-12-31 20:55
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